шкідливі гази, і пил, і, нарешті, наявністю величезного досвіду експлуатації абсорбційного обладнання в різних технологічних процесах і в першу чергу в хімічної технології.
. 3 Недоліки і переваги абсорбційного методу очищення газів
Абсорбційний метод очищення газів не вільний від певних недоліків, пов'язаних, насамперед, з громіздкістю обладнання. Цей метод досить примхливий в експлуатації і пов'язаний з великими витратами. До недоліків абсорбційного методу слід віднести також утворення твердих опадів, що ускладнює роботу обладнання, і корозійну активність багатьох рідких середовищ. Проте, не дивлячись на ці недоліки, абсорбційний метод ще широко застосовується в практиці газоочистки, оскільки він дозволяє вловлювати поряд з газами і тверді частинки, відрізняється простотою устаткування і відкриває можливості для утилізації вловлюються домішок.
3. ПРОЦЕС АДСОРБЦІЇ
. 1 Основи процеси адсорбції
Адсорбційні методи використовують для очищення газів з невисоким вмістом газоподібних і пароподібні домішок. На відміну від абсорбційних методів вони дозволяють проводити очищення газів при підвищених температурах.
Цільовий компонент, що знаходиться в подвергаемой очищенні газовій фазі, називають адсорбтивом, цей же компонент в адсорбованому стані - адсорбатом.
Розрізняють фізичну і хімічну адсорбцію (хемосорбцію). При фізичної адсорбції поглинаються молекули газів і парів утримуються силами Ван-дер-Ваальса, при хемосорбціі- хімічними силами.
В якості адсорбентів використовують пористі матеріали з високорозвиненою внутрішньою поверхнею. Останні можуть мати синтетичне або природне походження.
Внутрішня структура найбільш поширених на практиці промислових адсорбентів характеризується наявністю різних розмірів і форм пустот або пор, серед яких розрізняють макро-, перехідні (мезо-) і мікропори. Сумарний обсяг останніх в одиниці маси або об'єму адсорбенту визначає у вирішенні завдань газоочистки як швидкість (інтенсивність) поглинання цільового компонента, так і адсорбційну здатність (величину адсорбції) твердим поглиначем цього компонента.
Сумарний обсяг мікропор зазвичай не перевищує 0,5 см 3/г. Їх розміри умовно обмежені величиною ефективного радіуса r еф=1,5 * 10 - 9 м і сумірні з r еф адсорбованих молекул. Характерною особливістю адсорбції в мікропорах в цьому зв'язку є заповнення їх обсягу адсорбованими молекулами.
Перехідні пори характеризуються величинами ефективних радіусів від 1,5 * 10 - 9 до 2 * 10 - 7 м. На відміну від мікропор в них можлива шарова моно- або полімолекулярного адсорбція, так як адсорбційні сили тут не перекривають всього обсягу пір зважаючи на невеликі полів їх дії. Завершення заповнення обсягу перехідних пір відбувається за певних умов за механізмом капілярної конденсації, спричиненої зниженням тиску пара адсорбируемого речовини над увігнутим під дією сил поверхневого натягу меніском рідини в порах (капілярах). Віднесена до одиниці маси питома поверхня перехідних пір промислових адсорбентів зазвичай знаходиться в інтервалі 10 - 400 м 2/г.
Макропори промислових адсорбентів володіють розмірами ефективних радіусів, переважаючими 2 * 10 - 7 м. Питома поверхня цього різновиду пір зазвичай становить лише 0,5 - 2 м 2/г, що зумовлює незначну величину адсорбції на їхніх стінках. Капілярна конденсація в цих порах відсутня. Макро- і перехідні пори виконують роль транспортних шляхів, які забезпечують при адсорбції доступ поглинаються молекул в мікропори та евакуацію адсорбата при регенерації адсорбенту.
Основні типи промислових адсорбентів є смешаннопорістимі матеріалами, однак відповідно до переважаючим в їх структурі розміром пір вони можуть підрозділятися на мікро-, переходно- і макропористі.
Пористі адсорбенти характеризують величинами істинної, удаваній і насипною (гравіметричної) щільності. Справжня щільність с і висловлює масу одиниці об'єму щільного (без пор) речовини адсорбенту:
де G - маса адсорбенту; 1 - обсяг адсорбенту з урахуванням пор; 2 - об'єм пор.
Удавана щільність рк висловлює масу гранули адсорбенту, віднесену до її об'єму. Насипна щільність рн гранул адсорбенту висловлює масу одиниці об'єму їх шару. Насипна і удавана щільності пов'язані з пористістю (порозностью) шару адсорбенту е, що виражає частку вільного об'єму шару, співвідношенням:
Отже,
Аналогічне вираз визначає пористість е 'гранул (зерен) адсорбенту:
Величину пористості шару визначають форма гранул адсорбенту і характер їх розташування (упаковки) в шарі. Форма гранул промислових адсорбентів зазвича...
